JPH11262542A - 運動療法装置及び運動療法装置の制御方法 - Google Patents
運動療法装置及び運動療法装置の制御方法Info
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- JPH11262542A JPH11262542A JP10067419A JP6741998A JPH11262542A JP H11262542 A JPH11262542 A JP H11262542A JP 10067419 A JP10067419 A JP 10067419A JP 6741998 A JP6741998 A JP 6741998A JP H11262542 A JPH11262542 A JP H11262542A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実施者の筋力が心肺機能に比べて劣っている
場合には（例えば、足を手術した患者等）、実施者に与
える運動負荷が大き過ぎてエルゴメータ１のペダル２を
回転させることができず、筋力トレーニングの実施が困
難になる場合があるという課題があった。 【解決手段】 予め、筋力トレーニングを実施する実施
者の筋力値Ｆd を推定し、その実施者の筋力値Ｆd に基
づいて負荷モータ２１の負荷量Ｆを制御するようにした
ものである。
場合には（例えば、足を手術した患者等）、実施者に与
える運動負荷が大き過ぎてエルゴメータ１のペダル２を
回転させることができず、筋力トレーニングの実施が困
難になる場合があるという課題があった。 【解決手段】 予め、筋力トレーニングを実施する実施
者の筋力値Ｆd を推定し、その実施者の筋力値Ｆd に基
づいて負荷モータ２１の負荷量Ｆを制御するようにした
ものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、筋力の回復や増
強を図る必要がある患者等が使用する運動療法装置及び
運動療法装置の制御方法に関するものである。
強を図る必要がある患者等が使用する運動療法装置及び
運動療法装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は例えば特公平７−４７０５３号公
報に示された従来の運動療法装置を示す構成図であり、
図において、１は筋力トレーニングの実施に使用するエ
ルゴメータ、２はエルゴメータ１のペダル、３はエルゴ
メータ１の電磁ブレーキ、４は筋力トレーニングを実施
する実施者の腕を圧迫するカフ、５は実施者のコロトコ
フ音を検出するマイクロフォン、６はマイクロフォン５
により検出されたコロトコフ音に基づいてカフ４の圧力
を制御して、実施者の血圧値と脈拍数を測定する測定装
置、７は目標値を設定する設定器、８は実施者の血圧値
と脈拍数の積を労作強度値とし、その労作強度値が目標
値に一致するように電磁ブレーキ３の制動トルクを調整
するコントローラ、９は労作強度値が警報値を越えると
異常内容を表示する表示器である。
報に示された従来の運動療法装置を示す構成図であり、
図において、１は筋力トレーニングの実施に使用するエ
ルゴメータ、２はエルゴメータ１のペダル、３はエルゴ
メータ１の電磁ブレーキ、４は筋力トレーニングを実施
する実施者の腕を圧迫するカフ、５は実施者のコロトコ
フ音を検出するマイクロフォン、６はマイクロフォン５
により検出されたコロトコフ音に基づいてカフ４の圧力
を制御して、実施者の血圧値と脈拍数を測定する測定装
置、７は目標値を設定する設定器、８は実施者の血圧値
と脈拍数の積を労作強度値とし、その労作強度値が目標
値に一致するように電磁ブレーキ３の制動トルクを調整
するコントローラ、９は労作強度値が警報値を越えると
異常内容を表示する表示器である。
【０００３】次に動作について説明する。まず、筋力ト
レーニングを実施する実施者が、筋力トレーニングを実
施するに先だって設定器７から年令や性別等を入力する
と、コントローラ８が実施者の年令や性別等を考慮して
目標値を設定する。そして、実施者が腕をカフ４に通し
たのち、実際に、ペダル２の踏み込みを開始すると、測
定装置６が実施者の血圧値と脈拍数を測定する。
レーニングを実施する実施者が、筋力トレーニングを実
施するに先だって設定器７から年令や性別等を入力する
と、コントローラ８が実施者の年令や性別等を考慮して
目標値を設定する。そして、実施者が腕をカフ４に通し
たのち、実際に、ペダル２の踏み込みを開始すると、測
定装置６が実施者の血圧値と脈拍数を測定する。
【０００４】このようにして、測定装置６が実施者の血
圧値と脈拍数を測定すると、コントローラは、実施者の
血圧値に脈拍数を乗算して、労作強度値を演算する。そ
して、コントローラ８は、実施者の労作強度値が目標値
を上回っている場合には、実施者に与える負荷が大き過
ぎるため、電磁ブレーキ３の制動トルクが小さくなるよ
うに調整し、実施者の労作強度値が目標値を下回ってい
る場合には、実施者に与える負荷が小さ過ぎるため、電
磁ブレーキ３の制動トルクが大きくなるように調整す
る。これにより、労作強度値が目標値に一致する状態に
保持されながら実施者は筋力トレーニングを継続するこ
とができるようになる。なお、生体情報（例えば、血圧
と脈拍数の積）の変曲点を検出し、その変曲点が生じた
ときのランプ負荷の値を筋持久力の測定値とする技術が
特公平７−３８８８５号公報に開示されている。
圧値と脈拍数を測定すると、コントローラは、実施者の
血圧値に脈拍数を乗算して、労作強度値を演算する。そ
して、コントローラ８は、実施者の労作強度値が目標値
を上回っている場合には、実施者に与える負荷が大き過
ぎるため、電磁ブレーキ３の制動トルクが小さくなるよ
うに調整し、実施者の労作強度値が目標値を下回ってい
る場合には、実施者に与える負荷が小さ過ぎるため、電
磁ブレーキ３の制動トルクが大きくなるように調整す
る。これにより、労作強度値が目標値に一致する状態に
保持されながら実施者は筋力トレーニングを継続するこ
とができるようになる。なお、生体情報（例えば、血圧
と脈拍数の積）の変曲点を検出し、その変曲点が生じた
ときのランプ負荷の値を筋持久力の測定値とする技術が
特公平７−３８８８５号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の運動療法装置は
以上のように構成されているので、心肺機能と筋力のバ
ランスが良好の実施者の場合には、労作強度値が目標値
に一致する状態で筋力トレーニングを実施することがで
きるが、実施者の筋力が心肺機能に比べて劣っている場
合には（例えば、足を手術した患者等）、実施者に与え
る運動負荷が大き過ぎてエルゴメータ１のペダル２を回
転させることができず、筋力トレーニングの実施が困難
になる場合があるなどの課題があった。
以上のように構成されているので、心肺機能と筋力のバ
ランスが良好の実施者の場合には、労作強度値が目標値
に一致する状態で筋力トレーニングを実施することがで
きるが、実施者の筋力が心肺機能に比べて劣っている場
合には（例えば、足を手術した患者等）、実施者に与え
る運動負荷が大き過ぎてエルゴメータ１のペダル２を回
転させることができず、筋力トレーニングの実施が困難
になる場合があるなどの課題があった。
【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、実施者の筋力が心肺機能に比べて
劣っている場合でも、実施者の筋力に見合った運動負荷
を与えることができる運動療法装置を得ることを目的と
する。
めになされたもので、実施者の筋力が心肺機能に比べて
劣っている場合でも、実施者の筋力に見合った運動負荷
を与えることができる運動療法装置を得ることを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る運動療法
装置は、実施者の筋力値に基づいて負荷手段の負荷量を
制御するようにしたものである。
装置は、実施者の筋力値に基づいて負荷手段の負荷量を
制御するようにしたものである。
【０００８】この発明に係る運動療法装置は、実施者の
筋力値を推定する筋力推定手段を設けたものである。
筋力値を推定する筋力推定手段を設けたものである。
【０００９】この発明に係る運動療法装置は、実施者が
踏み込むペダルが取り付けられたクランクの回転トルク
と、そのクランクに対するペダルの角度から実施者の筋
力値を推定するようにしたものである。
踏み込むペダルが取り付けられたクランクの回転トルク
と、そのクランクに対するペダルの角度から実施者の筋
力値を推定するようにしたものである。
【００１０】この発明に係る運動療法装置は、アイソキ
ネティック運動様式の下で検出された回転トルクと、ク
ランクに対するペダルの角度を用いて実施者の筋力値を
推定するようにしたものである。
ネティック運動様式の下で検出された回転トルクと、ク
ランクに対するペダルの角度を用いて実施者の筋力値を
推定するようにしたものである。
【００１１】この発明に係る運動療法装置は、負荷モー
タの消費電力及び回転速度とクランクの角加速度からク
ランクの回転トルクを検出するトルク検出部を設けると
ともに、その回転トルクとペダルの角度から実施者の筋
力値を演算する演算部を設けたものである。
タの消費電力及び回転速度とクランクの角加速度からク
ランクの回転トルクを検出するトルク検出部を設けると
ともに、その回転トルクとペダルの角度から実施者の筋
力値を演算する演算部を設けたものである。
【００１２】この発明に係る運動療法装置は、筋力推定
手段が実施者の筋力値を推定する推定モードの場合に
は、負荷手段の負荷量を所定の基準値に設定するように
したものである。
手段が実施者の筋力値を推定する推定モードの場合に
は、負荷手段の負荷量を所定の基準値に設定するように
したものである。
【００１３】この発明に係る運動療法装置は、基準値を
変更する変更手段を設けたものである。
変更する変更手段を設けたものである。
【００１４】この発明に係る運動療法装置は、実施者が
筋力をトレーニングするトレーニングモードの場合に
は、負荷手段における負荷量の初期値を筋力推定手段に
より推定された筋力値に基づいて設定するようにしたも
のである。
筋力をトレーニングするトレーニングモードの場合に
は、負荷手段における負荷量の初期値を筋力推定手段に
より推定された筋力値に基づいて設定するようにしたも
のである。
【００１５】この発明に係る運動療法装置は、実施者が
トレーニングを開始すると、時間の経過に伴って負荷手
段の負荷量を減じるようにしたものである。
トレーニングを開始すると、時間の経過に伴って負荷手
段の負荷量を減じるようにしたものである。
【００１６】この発明に係る運動療法装置は、実施者の
最大筋力値に基づいて負荷手段の負荷量を制御するよう
にしたものである。
最大筋力値に基づいて負荷手段の負荷量を制御するよう
にしたものである。
【００１７】この発明に係る運動療法装置は、実施者の
筋持久力に基づいて負荷量の減少率を決定するようにし
たものである。
筋持久力に基づいて負荷量の減少率を決定するようにし
たものである。
【００１８】この発明に係る運動療法装置は、実施者の
筋持久力を推定する持久力推定手段を設けたものであ
る。
筋持久力を推定する持久力推定手段を設けたものであ
る。
【００１９】この発明に係る運動療法装置は、筋持久力
の向上を目的とする筋力トレーニングを実施する場合に
は、最大筋力値の向上を目的とする筋力トレーニングを
実施する場合に比べて、負荷量の初期値を小さく設定す
るとともに、運動時間を長く設定するようにしたもので
ある。
の向上を目的とする筋力トレーニングを実施する場合に
は、最大筋力値の向上を目的とする筋力トレーニングを
実施する場合に比べて、負荷量の初期値を小さく設定す
るとともに、運動時間を長く設定するようにしたもので
ある。
【００２０】この発明に係る運動療法装置は、実施者が
トレーニングを開始すると、時間の経過に伴って初期値
を越えない範囲内で負荷量をランダムに変更するように
したものである。
トレーニングを開始すると、時間の経過に伴って初期値
を越えない範囲内で負荷量をランダムに変更するように
したものである。
【００２１】この発明に係る運動療法装置は、実施者が
トレーニングを開始すると、時間の経過に伴って推定モ
ードとトレーニングモードを交互に繰り返し、推定モー
ドからトレーニングモードに移行する際、負荷手段にお
ける負荷量の初期値を直前の推定モードにおいて推定手
段により推定された筋力値に基づいて設定するようにし
たものである。
トレーニングを開始すると、時間の経過に伴って推定モ
ードとトレーニングモードを交互に繰り返し、推定モー
ドからトレーニングモードに移行する際、負荷手段にお
ける負荷量の初期値を直前の推定モードにおいて推定手
段により推定された筋力値に基づいて設定するようにし
たものである。
【００２２】この発明に係る運動療法装置は、実施者の
バイタル情報を計測する計測手段を設けたものである。
バイタル情報を計測する計測手段を設けたものである。
【００２３】この発明に係る運動療法装置は、計測手段
により計測されたバイタル情報が警報値を逸脱した場合
には、その旨を表示する表示手段を設けたものである。
により計測されたバイタル情報が警報値を逸脱した場合
には、その旨を表示する表示手段を設けたものである。
【００２４】この発明に係る運動療法装置は、計測手段
により計測されたバイタル情報が警報値を逸脱した場合
には、警報音を発生する報知手段を設けたものである。
により計測されたバイタル情報が警報値を逸脱した場合
には、警報音を発生する報知手段を設けたものである。
【００２５】この発明に係る運動療法装置は、計測手段
により計測されたバイタル情報が警報値を逸脱した場合
には、負荷手段の負荷量を零に変更するようにしたもの
である。
により計測されたバイタル情報が警報値を逸脱した場合
には、負荷手段の負荷量を零に変更するようにしたもの
である。
【００２６】この発明に係る運動療法装置は、計測手段
により計測されたバイタル情報が警報値を逸脱した場合
には、負荷手段の負荷量を実施者がクランクを回転させ
ることができない範囲の値に変更するようにしたもので
ある。
により計測されたバイタル情報が警報値を逸脱した場合
には、負荷手段の負荷量を実施者がクランクを回転させ
ることができない範囲の値に変更するようにしたもので
ある。
【００２７】この発明に係る運動療法装置は、計測手段
により計測されたバイタル情報を考慮して負荷手段の負
荷量を制御するようにしたものである。
により計測されたバイタル情報を考慮して負荷手段の負
荷量を制御するようにしたものである。
【００２８】この発明に係る運動療法装置の制御方法
は、予め、筋力トレーニングを実施する実施者の筋力値
を推定し、その実施者の筋力値に基づいて実施者に運動
負荷を与える負荷手段の負荷量を制御するようにしたも
のである。
は、予め、筋力トレーニングを実施する実施者の筋力値
を推定し、その実施者の筋力値に基づいて実施者に運動
負荷を与える負荷手段の負荷量を制御するようにしたも
のである。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による運
動療法装置を示す構成図であり、図において、１１は筋
力トレーニングを実施する実施者の筋力値Ｆd を推定す
る筋力推定部（筋力推定手段）、１２は実施者に運動負
荷を与える負荷モータ２１の消費電力ＷM を計測する負
荷モータ電力計測部（計測部）、１３は負荷モータ２１
の回転速度Ｖを計測する負荷モータ速度計測部（計測
部）、１４は実施者が踏み込むペダル３３が取り付けら
れたクランク３２（図２を参照）の角加速度ω* を計測
するクランク角加速度計測部（計測部）、１５はクラン
ク３２に対するペダル３３の角度θを計測するペダル角
度計測部（計測部）、１６は負荷モータ２１の消費電力
ＷM 及び回転速度Ｖとクランク３２の角加速度ω* から
クランク３２の回転トルクＴC を検出するトルク検出
部、１７はトルク検出部１６により検出された回転トル
クＴC 及びペダル角度計測部１５により計測されたペダ
ル３３の角度θから実施者の筋力値Ｆd を演算する筋力
値演算部（演算部）、１８は実施者の筋持久力ＦJ を推
定する持久力演算部（持久力推定手段）である。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による運
動療法装置を示す構成図であり、図において、１１は筋
力トレーニングを実施する実施者の筋力値Ｆd を推定す
る筋力推定部（筋力推定手段）、１２は実施者に運動負
荷を与える負荷モータ２１の消費電力ＷM を計測する負
荷モータ電力計測部（計測部）、１３は負荷モータ２１
の回転速度Ｖを計測する負荷モータ速度計測部（計測
部）、１４は実施者が踏み込むペダル３３が取り付けら
れたクランク３２（図２を参照）の角加速度ω* を計測
するクランク角加速度計測部（計測部）、１５はクラン
ク３２に対するペダル３３の角度θを計測するペダル角
度計測部（計測部）、１６は負荷モータ２１の消費電力
ＷM 及び回転速度Ｖとクランク３２の角加速度ω* から
クランク３２の回転トルクＴC を検出するトルク検出
部、１７はトルク検出部１６により検出された回転トル
クＴC 及びペダル角度計測部１５により計測されたペダ
ル３３の角度θから実施者の筋力値Ｆd を演算する筋力
値演算部（演算部）、１８は実施者の筋持久力ＦJ を推
定する持久力演算部（持久力推定手段）である。
【００３０】また、１９は筋力推定部１１が実施者の筋
力値Ｆd を推定する際に設定される負荷モータ２１の負
荷量Ｆを必要に応じて変更する変更部（変更手段）、２
０は筋力推定部１１により推定された実施者の筋力値Ｆ
d 等に基づいて負荷モータ２１の負荷量Ｆを制御する制
御部（制御手段）、２１は筋力トレーニングを実施する
実施者に運動負荷を与える負荷モータ（負荷手段）であ
る。
力値Ｆd を推定する際に設定される負荷モータ２１の負
荷量Ｆを必要に応じて変更する変更部（変更手段）、２
０は筋力推定部１１により推定された実施者の筋力値Ｆ
d 等に基づいて負荷モータ２１の負荷量Ｆを制御する制
御部（制御手段）、２１は筋力トレーニングを実施する
実施者に運動負荷を与える負荷モータ（負荷手段）であ
る。
【００３１】図２はこの発明の実施の形態１による運動
療法装置を示す断面図であり、図において、３１は実施
者が座る椅子、３２は実施者が踏み込むペダル３３が取
り付けられたクランク、３３は実施者が踏み込むペダ
ル、３４はペダル軸プーリー、３５は中間プーリー、３
６，３７はベルト、３８はハンドル、３９は実施者に各
種情報を提示する表示部（表示手段）である。なお、図
３はこの発明の実施の形態１による運動療法装置の制御
方法を示すフローチャートである。
療法装置を示す断面図であり、図において、３１は実施
者が座る椅子、３２は実施者が踏み込むペダル３３が取
り付けられたクランク、３３は実施者が踏み込むペダ
ル、３４はペダル軸プーリー、３５は中間プーリー、３
６，３７はベルト、３８はハンドル、３９は実施者に各
種情報を提示する表示部（表示手段）である。なお、図
３はこの発明の実施の形態１による運動療法装置の制御
方法を示すフローチャートである。
【００３２】次に動作について説明する。まず、筋力ト
レーニングを実施する実施者が椅子３１に座った状態
で、例えば、図示せぬスタートスイッチを押すと、これ
から実施者の筋力値（最大筋力値）と筋持久力を推定す
る処理を実施する旨を示す情報が表示部３９に表示され
る。具体的には、実施者の筋力値Ｆd を推定する際に
は、例えば、左右のペダル３３を全力で５回踏み込むよ
うに指示する内容の情報が表示される。一方、筋持久力
ＦJ を推定する際には、例えば、左右のペダル３３を連
続的に２５回踏み込むように指示する内容の情報が表示
される。
レーニングを実施する実施者が椅子３１に座った状態
で、例えば、図示せぬスタートスイッチを押すと、これ
から実施者の筋力値（最大筋力値）と筋持久力を推定す
る処理を実施する旨を示す情報が表示部３９に表示され
る。具体的には、実施者の筋力値Ｆd を推定する際に
は、例えば、左右のペダル３３を全力で５回踏み込むよ
うに指示する内容の情報が表示される。一方、筋持久力
ＦJ を推定する際には、例えば、左右のペダル３３を連
続的に２５回踏み込むように指示する内容の情報が表示
される。
【００３３】そして、実施者の筋力値Ｆd を推定する際
には、図５に示すように、負荷モータ２１の負荷量Ｆが
症例別に用意された基準値Ｆ１に設定され（実施者の病
状等を示す個人データが制御部２０に登録されており、
制御部２０が個人データを参照して、基準値Ｆ１を選択
する。ただし、実施者は必要に応じて変更部１９を操作
して基準値Ｆ１を変更することができる。）、実施者が
左右のペダル３３を全力で踏み込むごとに、負荷モータ
電力計測部１２が負荷モータ２１の消費電力ＷM を計測
し、負荷モータ速度計測部１３が負荷モータ２１の回転
速度Ｖを計測する。また、クランク角加速度計測部１４
がクランク３２の角加速度ω* を計測し、ペダル角度計
測部１５がクランク３２に対するペダル３３の角度θを
計測する（ステップＳＴ１）。なお、これらの計測結果
は、実施者の体重が運動筋に負荷された状態で計測され
るアイソキネティック運動様式が採用されている。
には、図５に示すように、負荷モータ２１の負荷量Ｆが
症例別に用意された基準値Ｆ１に設定され（実施者の病
状等を示す個人データが制御部２０に登録されており、
制御部２０が個人データを参照して、基準値Ｆ１を選択
する。ただし、実施者は必要に応じて変更部１９を操作
して基準値Ｆ１を変更することができる。）、実施者が
左右のペダル３３を全力で踏み込むごとに、負荷モータ
電力計測部１２が負荷モータ２１の消費電力ＷM を計測
し、負荷モータ速度計測部１３が負荷モータ２１の回転
速度Ｖを計測する。また、クランク角加速度計測部１４
がクランク３２の角加速度ω* を計測し、ペダル角度計
測部１５がクランク３２に対するペダル３３の角度θを
計測する（ステップＳＴ１）。なお、これらの計測結果
は、実施者の体重が運動筋に負荷された状態で計測され
るアイソキネティック運動様式が採用されている。
【００３４】そして、負荷モータ２１の消費電力ＷM 等
が計測されるごとに、例えばクランク３２の一回転で一
回計測されるごとにトルク検出部１６が、負荷モータ２
１の消費電力ＷM ，負荷モータ２１の回転速度Ｖ及びク
ランク３２の角加速度ω* を下記の演算式に代入して、
クランク３２の回転トルクＴC を検出する（ステップＳ
Ｔ２）。 ＴC ＝（ＷM ／Ｖ）＋ＴF ＋（ω* ×（ＪP ＋ＪF ）） そして、トルク検出部１６がクランク３２の回転トルク
ＴC を検出するごとに、筋力値演算部１７が、クランク
３２の回転トルクＴC とクランク３２に対するペダル３
３の角度θを下記の演算式に代入して、実施者の筋力値
Ｆd を演算する（図４を参照）。 Ｆd ＝ＴC ／（ｒP ×ｃｏｓθ）
が計測されるごとに、例えばクランク３２の一回転で一
回計測されるごとにトルク検出部１６が、負荷モータ２
１の消費電力ＷM ，負荷モータ２１の回転速度Ｖ及びク
ランク３２の角加速度ω* を下記の演算式に代入して、
クランク３２の回転トルクＴC を検出する（ステップＳ
Ｔ２）。 ＴC ＝（ＷM ／Ｖ）＋ＴF ＋（ω* ×（ＪP ＋ＪF ）） そして、トルク検出部１６がクランク３２の回転トルク
ＴC を検出するごとに、筋力値演算部１７が、クランク
３２の回転トルクＴC とクランク３２に対するペダル３
３の角度θを下記の演算式に代入して、実施者の筋力値
Ｆd を演算する（図４を参照）。 Ｆd ＝ＴC ／（ｒP ×ｃｏｓθ）
【００３５】そして、筋力値演算部１７は、実施者の筋
力値Ｆd を５回演算すると、その中の最大の筋力値Ｆd
を実施者の筋力値Ｆd （最大筋力値）であると推定し
（ステップＳＴ３）、その筋力値Ｆd を制御部２０に出
力する。
力値Ｆd を５回演算すると、その中の最大の筋力値Ｆd
を実施者の筋力値Ｆd （最大筋力値）であると推定し
（ステップＳＴ３）、その筋力値Ｆd を制御部２０に出
力する。
【００３６】一方、実施者の筋持久力ＦJ を推定する際
には、図５に示すように、負荷モータ２１の負荷量Ｆが
症例別に用意された基準値Ｆ２に設定され（実施者の病
状等を示す個人データが制御部２０に登録されており、
制御部２０が個人データを参照して、基準値Ｆ２を選択
する。ただし、実施者は必要に応じて変更部１９を操作
して基準値Ｆ２を変更することができる。）、実施者が
左右のペダル３３を連続的に２５回踏み込むと、負荷モ
ータ電力計測部１２が負荷モータ２１の消費電力ＷM を
計測し、負荷モータ速度計測部１３が負荷モータ２１の
回転速度Ｖを計測する。また、クランク角加速度計測部
１４がクランク３２の角加速度ω* を計測し、ペダル角
度計測部１５がクランク３２に対するペダル３３の角度
θを計測する（ステップＳＴ４）。なお、これらの計測
結果は、実施者の体重が運動筋に負荷された状態で計測
されるアイソキネティック運動様式が採用されている。
には、図５に示すように、負荷モータ２１の負荷量Ｆが
症例別に用意された基準値Ｆ２に設定され（実施者の病
状等を示す個人データが制御部２０に登録されており、
制御部２０が個人データを参照して、基準値Ｆ２を選択
する。ただし、実施者は必要に応じて変更部１９を操作
して基準値Ｆ２を変更することができる。）、実施者が
左右のペダル３３を連続的に２５回踏み込むと、負荷モ
ータ電力計測部１２が負荷モータ２１の消費電力ＷM を
計測し、負荷モータ速度計測部１３が負荷モータ２１の
回転速度Ｖを計測する。また、クランク角加速度計測部
１４がクランク３２の角加速度ω* を計測し、ペダル角
度計測部１５がクランク３２に対するペダル３３の角度
θを計測する（ステップＳＴ４）。なお、これらの計測
結果は、実施者の体重が運動筋に負荷された状態で計測
されるアイソキネティック運動様式が採用されている。
【００３７】そして、負荷モータ２１の消費電力ＷM 等
が計測されるごとに、例えばクランク３２の一回転で一
回計測されるごとにトルク検出部１６が、負荷モータ２
１の消費電力ＷM ，負荷モータ２１の回転速度Ｖ及びク
ランク３２の角加速度ω* を下記の演算式に代入して、
クランク３２の回転トルクＴC を検出する（ステップＳ
Ｔ５）。 ＴC ＝（ＷM ／Ｖ）＋ＴF ＋（ω* ×（ＪP ＋ＪF ）） そして、トルク検出部１６がクランク３２の回転トルク
ＴC を検出するごとに、筋力値演算部１７が、クランク
３２の回転トルクＴC とクランク３２に対するペダル３
３の角度θを下記の演算式に代入して、実施者の筋力値
Ｆd を演算する（図４を参照）。 Ｆd ＝ＴC ／（ｒP ×ｃｏｓθ）
が計測されるごとに、例えばクランク３２の一回転で一
回計測されるごとにトルク検出部１６が、負荷モータ２
１の消費電力ＷM ，負荷モータ２１の回転速度Ｖ及びク
ランク３２の角加速度ω* を下記の演算式に代入して、
クランク３２の回転トルクＴC を検出する（ステップＳ
Ｔ５）。 ＴC ＝（ＷM ／Ｖ）＋ＴF ＋（ω* ×（ＪP ＋ＪF ）） そして、トルク検出部１６がクランク３２の回転トルク
ＴC を検出するごとに、筋力値演算部１７が、クランク
３２の回転トルクＴC とクランク３２に対するペダル３
３の角度θを下記の演算式に代入して、実施者の筋力値
Ｆd を演算する（図４を参照）。 Ｆd ＝ＴC ／（ｒP ×ｃｏｓθ）
【００３８】そして、持久力演算部１８は、筋力値Ｆd
の演算を終了すると、最初から数えて４，５，６回目の
ピーク値の平均値Ｆa と、最後の３回（２３，２４，２
５回目）のピーク値の平均値Ｆb を求め、平均値Ｆa と
平均値Ｆb から筋持久力ＦJを推定し（ステップＳＴ
６）、その筋持久力ＦJ を制御部２０に出力する。 ＦJ ＝（Ｆb ／Ｆa ）×１００
の演算を終了すると、最初から数えて４，５，６回目の
ピーク値の平均値Ｆa と、最後の３回（２３，２４，２
５回目）のピーク値の平均値Ｆb を求め、平均値Ｆa と
平均値Ｆb から筋持久力ＦJを推定し（ステップＳＴ
６）、その筋持久力ＦJ を制御部２０に出力する。 ＦJ ＝（Ｆb ／Ｆa ）×１００
【００３９】このようにして、実施者の筋力値Ｆd が筋
力推定部１１から出力されると、制御部２０が、筋力値
Ｆd 等を推定する推定モードから筋力をトレーニングす
るトレーニングモードに移行する旨の情報を表示部３９
に表示するが、筋持久力の向上を目的とする筋力トレー
ニングを実施する場合には、実施者の筋力値Ｆd （最大
筋力値）の２０〜４０％の筋力で長時間トレーニングを
実施できるようにするため、制御部２０が、下記に示す
ように、負荷モータ２１における負荷量Ｆの初期値を実
施者の筋力値Ｆd に基づいて設定するとともに、運動時
間を設定する（ステップＳＴ７）。 Ｆ＝Ｆd ×Ｋ１ ただし、Ｋ１は０．２〜０．４の値の係数
力推定部１１から出力されると、制御部２０が、筋力値
Ｆd 等を推定する推定モードから筋力をトレーニングす
るトレーニングモードに移行する旨の情報を表示部３９
に表示するが、筋持久力の向上を目的とする筋力トレー
ニングを実施する場合には、実施者の筋力値Ｆd （最大
筋力値）の２０〜４０％の筋力で長時間トレーニングを
実施できるようにするため、制御部２０が、下記に示す
ように、負荷モータ２１における負荷量Ｆの初期値を実
施者の筋力値Ｆd に基づいて設定するとともに、運動時
間を設定する（ステップＳＴ７）。 Ｆ＝Ｆd ×Ｋ１ ただし、Ｋ１は０．２〜０．４の値の係数
【００４０】一方、最大筋力値の向上を目的とする筋力
トレーニングを実施する場合には、短時間のトレーニン
グであるが、実施者の筋力値Ｆd （最大筋力値）の４０
〜８０％の筋力でトレーニングを実施できるようにする
ため、制御部２０が、下記に示すように、負荷モータ２
１における負荷量Ｆの初期値を実施者の筋力値Ｆd に基
づいて設定するとともに、運動時間を設定する（ステッ
プＳＴ７）。 Ｆ＝Ｆd ×Ｋ２ ただし、Ｋ２は０．４〜０．８の値の係数
トレーニングを実施する場合には、短時間のトレーニン
グであるが、実施者の筋力値Ｆd （最大筋力値）の４０
〜８０％の筋力でトレーニングを実施できるようにする
ため、制御部２０が、下記に示すように、負荷モータ２
１における負荷量Ｆの初期値を実施者の筋力値Ｆd に基
づいて設定するとともに、運動時間を設定する（ステッ
プＳＴ７）。 Ｆ＝Ｆd ×Ｋ２ ただし、Ｋ２は０．４〜０．８の値の係数
【００４１】そして、負荷モータ２１における負荷量Ｆ
の初期値が設定された後、実施者が実際に筋力トレーニ
ングを開始すると、負荷量Ｆの運動負荷が実施者に与え
られるが、時間の経過に伴って疲労が蓄積し、負荷量Ｆ
が初期値のままでは、運動負荷が大き過ぎてペダル３３
を回転させることができず、筋力トレーニングの実施が
困難になる場合があるので、制御部２０は、図５に示す
ように、時間の経過に伴って負荷モータ２１の負荷量Ｆ
を減じるように制御する（ステップＳＴ８）。
の初期値が設定された後、実施者が実際に筋力トレーニ
ングを開始すると、負荷量Ｆの運動負荷が実施者に与え
られるが、時間の経過に伴って疲労が蓄積し、負荷量Ｆ
が初期値のままでは、運動負荷が大き過ぎてペダル３３
を回転させることができず、筋力トレーニングの実施が
困難になる場合があるので、制御部２０は、図５に示す
ように、時間の経過に伴って負荷モータ２１の負荷量Ｆ
を減じるように制御する（ステップＳＴ８）。
【００４２】具体的は、実施者の筋持久力ＦJ に基づい
て負荷量の減少率Ｇを決定し、時間の経過に伴って負荷
モータ２１の負荷量Ｆを減じるように制御する。 Ｇ＝１−（筋持久力ＦJ ／１００） Ｆ＝（Ｆd ×Ｋ１）×（１−Ｇ×ｔ） そして、筋力トレーニングの開始後、設定された運動時
間を経過すると、負荷モータ２１の負荷量Ｆが零にな
り、筋力トレーニングが終了する。
て負荷量の減少率Ｇを決定し、時間の経過に伴って負荷
モータ２１の負荷量Ｆを減じるように制御する。 Ｇ＝１−（筋持久力ＦJ ／１００） Ｆ＝（Ｆd ×Ｋ１）×（１−Ｇ×ｔ） そして、筋力トレーニングの開始後、設定された運動時
間を経過すると、負荷モータ２１の負荷量Ｆが零にな
り、筋力トレーニングが終了する。
【００４３】以上で明らかなように、この実施の形態１
によれば、予め、筋力トレーニングを実施する実施者の
筋力値Ｆd を推定し、その実施者の筋力値Ｆd に基づい
て負荷モータ２１の負荷量Ｆを制御するように構成した
ので、実施者の筋力が心肺機能に比べて劣っている場合
でも、実施者の筋力に見合った運動負荷を与えることが
できる効果を奏する。
によれば、予め、筋力トレーニングを実施する実施者の
筋力値Ｆd を推定し、その実施者の筋力値Ｆd に基づい
て負荷モータ２１の負荷量Ｆを制御するように構成した
ので、実施者の筋力が心肺機能に比べて劣っている場合
でも、実施者の筋力に見合った運動負荷を与えることが
できる効果を奏する。
【００４４】実施の形態２．上記実施の形態１では、実
施者の筋力値Ｆd に係数Ｋ１またはＫ２を乗算し、その
乗算結果を負荷モータ２１における負荷量Ｆの初期値と
するものについて示したが、筋力の推定モード時の負荷
モータ２１の１分間の回転数Ｎ（ｒｐｍ）を検出し、そ
の回転数Ｎと実施者の筋力値Ｆd を下記に示す演算式に
代入し、その演算結果を負荷モータ２１における負荷量
Ｆ（ワット）の初期値とするようにしてもよく、上記実
施の形態１と同様の効果を奏することができる。 Ｆ＝Ｆd ×ｒP ×Ｎ×ｓｉｎθ×９．５５
施者の筋力値Ｆd に係数Ｋ１またはＫ２を乗算し、その
乗算結果を負荷モータ２１における負荷量Ｆの初期値と
するものについて示したが、筋力の推定モード時の負荷
モータ２１の１分間の回転数Ｎ（ｒｐｍ）を検出し、そ
の回転数Ｎと実施者の筋力値Ｆd を下記に示す演算式に
代入し、その演算結果を負荷モータ２１における負荷量
Ｆ（ワット）の初期値とするようにしてもよく、上記実
施の形態１と同様の効果を奏することができる。 Ｆ＝Ｆd ×ｒP ×Ｎ×ｓｉｎθ×９．５５
【００４５】実施の形態３．上記実施の形態１，実施の
形態２では、実施者がトレーニングを開始すると、時間
の経過に伴って負荷モータ２１の負荷量Ｆを減じるもの
について示したが、初期値を越えない範囲内で負荷量Ｆ
をランダムに変更するようにしてもよい。具体的には、
図６に示すように、筋持久力の向上を目的とする筋力ト
レーニングと、最大筋力値の向上を目的とする筋力トレ
ーニングを交互に繰り返すようにしてもよい。これによ
り、実施者の筋力の状態によっては、同時に、筋持久力
の向上と最大筋力値の向上を図ることができる効果を奏
する。
形態２では、実施者がトレーニングを開始すると、時間
の経過に伴って負荷モータ２１の負荷量Ｆを減じるもの
について示したが、初期値を越えない範囲内で負荷量Ｆ
をランダムに変更するようにしてもよい。具体的には、
図６に示すように、筋持久力の向上を目的とする筋力ト
レーニングと、最大筋力値の向上を目的とする筋力トレ
ーニングを交互に繰り返すようにしてもよい。これによ
り、実施者の筋力の状態によっては、同時に、筋持久力
の向上と最大筋力値の向上を図ることができる効果を奏
する。
【００４６】実施の形態４．上記実施の形態１から実施
の形態３では、実施者の筋力値Ｆd を推定する推定モー
ドの後に、実施者が筋力をトレーニングするトレーニン
グモードに移行するものについて示したが、図７に示す
ように、時間の経過に伴って推定モードとトレーニング
モードを交互に繰り返し、推定モードからトレーニング
モードに移行する際、負荷モータ２１における負荷量Ｆ
の初期値を直前の推定モードにおいて推定された筋力値
Ｆd に基づいて設定するようにしてもよい。これによ
り、時間の経過に伴って疲労が蓄積されても、そのとき
の筋力に見合った運動負荷を与えることができる効果を
奏する。
の形態３では、実施者の筋力値Ｆd を推定する推定モー
ドの後に、実施者が筋力をトレーニングするトレーニン
グモードに移行するものについて示したが、図７に示す
ように、時間の経過に伴って推定モードとトレーニング
モードを交互に繰り返し、推定モードからトレーニング
モードに移行する際、負荷モータ２１における負荷量Ｆ
の初期値を直前の推定モードにおいて推定された筋力値
Ｆd に基づいて設定するようにしてもよい。これによ
り、時間の経過に伴って疲労が蓄積されても、そのとき
の筋力に見合った運動負荷を与えることができる効果を
奏する。
【００４７】実施の形態５．図８はこの発明の実施の形
態５による運動療法装置を示す構成図であり、図におい
て、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説
明を省略する。４１は実施者の血圧や心拍数等のバイタ
ル情報を計測するバイタル情報計測部（計測手段）、４
２はバイタル情報計測部４１により計測されたバイタル
情報を表示部３９に表示するとともに、そのバイタル情
報が警報値を逸脱した場合には、その旨を表示部３９に
表示する表示インタフェース部（表示手段）、４３は図
１の制御部２０と同様の機能を有する他に、バイタル情
報計測部４１により計測されたバイタル情報が警報値を
逸脱した場合には、負荷モータ２１の負荷量Ｆを零に変
更する制御部（制御手段）である。
態５による運動療法装置を示す構成図であり、図におい
て、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説
明を省略する。４１は実施者の血圧や心拍数等のバイタ
ル情報を計測するバイタル情報計測部（計測手段）、４
２はバイタル情報計測部４１により計測されたバイタル
情報を表示部３９に表示するとともに、そのバイタル情
報が警報値を逸脱した場合には、その旨を表示部３９に
表示する表示インタフェース部（表示手段）、４３は図
１の制御部２０と同様の機能を有する他に、バイタル情
報計測部４１により計測されたバイタル情報が警報値を
逸脱した場合には、負荷モータ２１の負荷量Ｆを零に変
更する制御部（制御手段）である。
【００４８】次に動作について説明する。筋力推定部１
１及び持久力演算部１８等の動作は上記実施の形態１等
と同様であるため説明を省略する。まず、バイタル情報
計測部４１が、実施者の血圧や心拍数等のバイタル情報
を計測すると、そのバイタル情報が表示インタフェース
部４２に出力され、表示インタフェース部４２が、その
バイタル情報を表示部３９に表示するが、表示インタフ
ェース部４２は、常時、そのバイタル情報を監視する。
１及び持久力演算部１８等の動作は上記実施の形態１等
と同様であるため説明を省略する。まず、バイタル情報
計測部４１が、実施者の血圧や心拍数等のバイタル情報
を計測すると、そのバイタル情報が表示インタフェース
部４２に出力され、表示インタフェース部４２が、その
バイタル情報を表示部３９に表示するが、表示インタフ
ェース部４２は、常時、そのバイタル情報を監視する。
【００４９】そして、表示インタフェース部４２は、そ
のバイタル情報が警報値を逸脱した場合には（例えば、
実施者の最高血圧が１５０を越えた場合）、実施者にト
レーニングの中止を促すため、その旨を表示部３９に表
示するとともに、制御部４３にその旨を通知する。そし
て、制御部４３は、表示インタフェース部４２から通知
を受けると、負荷モータ２１の負荷量Ｆを零に変更し、
実施者の筋力トレーニングを強制的に中止させる。
のバイタル情報が警報値を逸脱した場合には（例えば、
実施者の最高血圧が１５０を越えた場合）、実施者にト
レーニングの中止を促すため、その旨を表示部３９に表
示するとともに、制御部４３にその旨を通知する。そし
て、制御部４３は、表示インタフェース部４２から通知
を受けると、負荷モータ２１の負荷量Ｆを零に変更し、
実施者の筋力トレーニングを強制的に中止させる。
【００５０】以上で明らかなように、この実施の形態５
によれば、実施者のバイタル情報が警報値を逸脱した場
合には、その旨を表示部３９に表示するように構成した
ので、実施者は体調に異変が生じたことを認識すること
ができる効果を奏する。また、実施者のバイタル情報が
警報値を逸脱した場合には、負荷モータ２１の負荷量を
零に変更するように構成したので、実施者の体調に異変
が生じた場合には、筋力トレーニングを強制的に中止さ
せることができる効果を奏する。
によれば、実施者のバイタル情報が警報値を逸脱した場
合には、その旨を表示部３９に表示するように構成した
ので、実施者は体調に異変が生じたことを認識すること
ができる効果を奏する。また、実施者のバイタル情報が
警報値を逸脱した場合には、負荷モータ２１の負荷量を
零に変更するように構成したので、実施者の体調に異変
が生じた場合には、筋力トレーニングを強制的に中止さ
せることができる効果を奏する。
【００５１】実施の形態６．上記実施の形態５では、実
施者のバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、その
旨を表示部３９に表示するものについて示したが、警報
音を発生するスピーカ（報知手段）等を設けるようにし
てもよく、上記実施の形態５と同様の効果を奏すること
ができる。
施者のバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、その
旨を表示部３９に表示するものについて示したが、警報
音を発生するスピーカ（報知手段）等を設けるようにし
てもよく、上記実施の形態５と同様の効果を奏すること
ができる。
【００５２】実施の形態７．上記実施の形態５では、実
施者のバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、負荷
モータ２１の負荷量を零に変更するものについて示した
が、負荷モータ２１の負荷量Ｆを実施者がクランク３２
を回転させることができない範囲の値に変更するように
してもよい。具体的には、制御部４３が、負荷モータ２
１の負荷量Ｆを実施者の筋力値Ｆd（最大筋力値）より
大きい値に変更する。これにより、実施者はクランク３
２を回転させることができなくなり、結果として、筋力
トレーニングを強制的に中止させることになる。
施者のバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、負荷
モータ２１の負荷量を零に変更するものについて示した
が、負荷モータ２１の負荷量Ｆを実施者がクランク３２
を回転させることができない範囲の値に変更するように
してもよい。具体的には、制御部４３が、負荷モータ２
１の負荷量Ｆを実施者の筋力値Ｆd（最大筋力値）より
大きい値に変更する。これにより、実施者はクランク３
２を回転させることができなくなり、結果として、筋力
トレーニングを強制的に中止させることになる。
【００５３】実施の形態８．上記実施の形態１から実施
の形態７では、実施者の筋力値Ｆd 等に基づいて負荷モ
ータ２１の負荷量Ｆを制御するものについて示したが、
実施者のバイタル情報を考慮して負荷モータ２１の負荷
量Ｆを制御するようにしてもよい。具体的には、例え
ば、実施者の血圧が１４０より高い場合には、実施者の
筋力値Ｆd に基づいて初期設定された負荷モータ２１の
負荷量Ｆを２０％程度減じるようにする。これにより、
実施者の健康状態が考慮された筋力トレーニングの実施
を可能にする効果を奏する。
の形態７では、実施者の筋力値Ｆd 等に基づいて負荷モ
ータ２１の負荷量Ｆを制御するものについて示したが、
実施者のバイタル情報を考慮して負荷モータ２１の負荷
量Ｆを制御するようにしてもよい。具体的には、例え
ば、実施者の血圧が１４０より高い場合には、実施者の
筋力値Ｆd に基づいて初期設定された負荷モータ２１の
負荷量Ｆを２０％程度減じるようにする。これにより、
実施者の健康状態が考慮された筋力トレーニングの実施
を可能にする効果を奏する。
【００５４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、実施
者の筋力値に基づいて負荷手段の負荷量を制御するよう
に構成したので、実施者の筋力が心肺機能に比べて劣っ
ている場合でも、実施者の筋力に見合った運動負荷を与
えることができる効果がある。
者の筋力値に基づいて負荷手段の負荷量を制御するよう
に構成したので、実施者の筋力が心肺機能に比べて劣っ
ている場合でも、実施者の筋力に見合った運動負荷を与
えることができる効果がある。
【００５５】この発明によれば、実施者の筋力値を推定
する筋力推定手段を設けるように構成したので、実施者
が自己の筋力値を認識しておらず、自己の筋力値を設定
できない場合でも、実施者の筋力に見合った運動負荷を
与えることができる効果がある。
する筋力推定手段を設けるように構成したので、実施者
が自己の筋力値を認識しておらず、自己の筋力値を設定
できない場合でも、実施者の筋力に見合った運動負荷を
与えることができる効果がある。
【００５６】この発明によれば、実施者が踏み込むペダ
ルが取り付けられたクランクの回転トルクと、そのクラ
ンクに対するペダルの角度から実施者の筋力値を推定す
るように構成したので、実施者の筋力値を推定するため
に実施者が特別の運動を実施することなく、実施者の筋
力値を推定することができる効果がある。
ルが取り付けられたクランクの回転トルクと、そのクラ
ンクに対するペダルの角度から実施者の筋力値を推定す
るように構成したので、実施者の筋力値を推定するため
に実施者が特別の運動を実施することなく、実施者の筋
力値を推定することができる効果がある。
【００５７】この発明によれば、アイソキネティック運
動様式の下で検出された回転トルクと、クランクに対す
るペダルの角度を用いて実施者の筋力値を推定するよう
に構成したので、実際の筋力発揮場面に即した運動筋力
を推定することができる効果がある。
動様式の下で検出された回転トルクと、クランクに対す
るペダルの角度を用いて実施者の筋力値を推定するよう
に構成したので、実際の筋力発揮場面に即した運動筋力
を推定することができる効果がある。
【００５８】この発明によれば、負荷モータの消費電力
及び回転速度とクランクの角加速度からクランクの回転
トルクを検出するトルク検出部を設けるとともに、その
回転トルクとペダルの角度から実施者の筋力値を演算す
る演算部を設けるように構成したので、簡単な構成で実
施者の筋力値を推定することができる効果がある。
及び回転速度とクランクの角加速度からクランクの回転
トルクを検出するトルク検出部を設けるとともに、その
回転トルクとペダルの角度から実施者の筋力値を演算す
る演算部を設けるように構成したので、簡単な構成で実
施者の筋力値を推定することができる効果がある。
【００５９】この発明によれば、筋力推定手段が実施者
の筋力値を推定する推定モードの場合には、負荷手段の
負荷量を所定の基準値に設定するように構成したので、
実施者の筋力値を推定する際に、実施者の病状等を考慮
した運動負荷を与えることができる効果がある。
の筋力値を推定する推定モードの場合には、負荷手段の
負荷量を所定の基準値に設定するように構成したので、
実施者の筋力値を推定する際に、実施者の病状等を考慮
した運動負荷を与えることができる効果がある。
【００６０】この発明によれば、基準値を変更する変更
手段を設けるように構成したので、実施者が必要に応じ
て基準値を変更することができる効果がある。
手段を設けるように構成したので、実施者が必要に応じ
て基準値を変更することができる効果がある。
【００６１】この発明によれば、実施者が筋力をトレー
ニングするトレーニングモードの場合には、負荷手段に
おける負荷量の初期値を筋力推定手段により推定された
筋力値に基づいて設定するように構成したので、実施者
の筋力が心肺機能に比べて劣っている場合でも、実施者
の筋力に見合った運動負荷を与えることができる効果が
ある。
ニングするトレーニングモードの場合には、負荷手段に
おける負荷量の初期値を筋力推定手段により推定された
筋力値に基づいて設定するように構成したので、実施者
の筋力が心肺機能に比べて劣っている場合でも、実施者
の筋力に見合った運動負荷を与えることができる効果が
ある。
【００６２】この発明によれば、実施者がトレーニング
を開始すると、時間の経過に伴って負荷手段の負荷量を
減じるように構成したので、時間の経過に伴って疲労が
蓄積されても、筋力トレーニングを継続することができ
る効果がある。
を開始すると、時間の経過に伴って負荷手段の負荷量を
減じるように構成したので、時間の経過に伴って疲労が
蓄積されても、筋力トレーニングを継続することができ
る効果がある。
【００６３】この発明によれば、実施者の最大筋力値に
基づいて負荷手段の負荷量を制御するように構成したの
で、実施者の筋力が心肺機能に比べて劣っている場合で
も、実施者の筋力に見合った運動負荷を与えることがで
きる効果がある。
基づいて負荷手段の負荷量を制御するように構成したの
で、実施者の筋力が心肺機能に比べて劣っている場合で
も、実施者の筋力に見合った運動負荷を与えることがで
きる効果がある。
【００６４】この発明によれば、実施者の筋持久力に基
づいて負荷量の減少率を決定するように構成したので、
実施者に常に適切な運動負荷を与えることができる効果
がある。
づいて負荷量の減少率を決定するように構成したので、
実施者に常に適切な運動負荷を与えることができる効果
がある。
【００６５】この発明によれば、実施者の筋持久力を推
定する持久力推定手段を設けるように構成したので、実
施者が自己の筋持久力を認識しておらず、自己の筋持久
力を設定できない場合でも、実施者の筋力に見合った運
動負荷を与えることができる効果がある。
定する持久力推定手段を設けるように構成したので、実
施者が自己の筋持久力を認識しておらず、自己の筋持久
力を設定できない場合でも、実施者の筋力に見合った運
動負荷を与えることができる効果がある。
【００６６】この発明によれば、筋持久力の向上を目的
とする筋力トレーニングを実施する場合には、最大筋力
値の向上を目的とする筋力トレーニングを実施する場合
に比べて、負荷量の初期値を小さく設定するとともに、
運動時間を長く設定するように構成したので、筋力トレ
ーニングの目的に沿ったトレーニングの実施が可能にな
る効果がある。
とする筋力トレーニングを実施する場合には、最大筋力
値の向上を目的とする筋力トレーニングを実施する場合
に比べて、負荷量の初期値を小さく設定するとともに、
運動時間を長く設定するように構成したので、筋力トレ
ーニングの目的に沿ったトレーニングの実施が可能にな
る効果がある。
【００６７】この発明によれば、実施者がトレーニング
を開始すると、時間の経過に伴って初期値を越えない範
囲内で負荷量をランダムに変更するように構成したの
で、実施者の筋力の状態によっては、同時に、筋持久力
の向上と最大筋力値の向上を図ることができる効果があ
る。
を開始すると、時間の経過に伴って初期値を越えない範
囲内で負荷量をランダムに変更するように構成したの
で、実施者の筋力の状態によっては、同時に、筋持久力
の向上と最大筋力値の向上を図ることができる効果があ
る。
【００６８】この発明によれば、実施者がトレーニング
を開始すると、時間の経過に伴って推定モードとトレー
ニングモードを交互に繰り返し、推定モードからトレー
ニングモードに移行する際、負荷手段における負荷量の
初期値を直前の推定モードにおいて推定手段により推定
された筋力値に基づいて設定するように構成したので、
時間の経過に伴って疲労が蓄積されても、そのときの筋
力に見合った運動負荷を与えることができる効果があ
る。
を開始すると、時間の経過に伴って推定モードとトレー
ニングモードを交互に繰り返し、推定モードからトレー
ニングモードに移行する際、負荷手段における負荷量の
初期値を直前の推定モードにおいて推定手段により推定
された筋力値に基づいて設定するように構成したので、
時間の経過に伴って疲労が蓄積されても、そのときの筋
力に見合った運動負荷を与えることができる効果があ
る。
【００６９】この発明によれば、実施者のバイタル情報
を計測する計測手段を設けるように構成したので、実施
者はトレーニング中のバイタル情報を認識することがで
きる効果がある。
を計測する計測手段を設けるように構成したので、実施
者はトレーニング中のバイタル情報を認識することがで
きる効果がある。
【００７０】この発明によれば、計測手段により計測さ
れたバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、その旨
を表示する表示手段を設けるように構成したので、実施
者は体調に異変が生じたことを認識することができる効
果がある。
れたバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、その旨
を表示する表示手段を設けるように構成したので、実施
者は体調に異変が生じたことを認識することができる効
果がある。
【００７１】この発明によれば、計測手段により計測さ
れたバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、警報音
を発生する報知手段を設けるように構成したので、実施
者は体調に異変が生じたことを認識することができる効
果がある。
れたバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、警報音
を発生する報知手段を設けるように構成したので、実施
者は体調に異変が生じたことを認識することができる効
果がある。
【００７２】この発明によれば、計測手段により計測さ
れたバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、負荷手
段の負荷量を零に変更するように構成したので、実施者
の体調に異変が生じた場合には、筋力トレーニングを強
制的に中止させることができる効果がある。
れたバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、負荷手
段の負荷量を零に変更するように構成したので、実施者
の体調に異変が生じた場合には、筋力トレーニングを強
制的に中止させることができる効果がある。
【００７３】この発明によれば、計測手段により計測さ
れたバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、負荷手
段の負荷量を実施者がクランクを回転させることができ
ない範囲の値に変更するように構成したので、実施者は
クランクを回転させることができなくなり、結果とし
て、筋力トレーニングを強制的に中止させることができ
る効果がある。
れたバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、負荷手
段の負荷量を実施者がクランクを回転させることができ
ない範囲の値に変更するように構成したので、実施者は
クランクを回転させることができなくなり、結果とし
て、筋力トレーニングを強制的に中止させることができ
る効果がある。
【００７４】この発明によれば、計測手段により計測さ
れたバイタル情報を考慮して負荷手段の負荷量を制御す
るように構成したので、実施者の健康状態が考慮された
筋力トレーニングの実施を可能にする効果がある。
れたバイタル情報を考慮して負荷手段の負荷量を制御す
るように構成したので、実施者の健康状態が考慮された
筋力トレーニングの実施を可能にする効果がある。
【００７５】この発明によれば、予め、筋力トレーニン
グを実施する実施者の筋力値を推定し、その実施者の筋
力値に基づいて実施者に運動負荷を与える負荷手段の負
荷量を制御するように構成したので、実施者の筋力が心
肺機能に比べて劣っている場合でも、実施者の筋力に見
合った運動負荷を与えることができる効果がある。
グを実施する実施者の筋力値を推定し、その実施者の筋
力値に基づいて実施者に運動負荷を与える負荷手段の負
荷量を制御するように構成したので、実施者の筋力が心
肺機能に比べて劣っている場合でも、実施者の筋力に見
合った運動負荷を与えることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による運動療法装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による運動療法装置
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による運動療法装置
の制御方法を示すフローチャートである。
の制御方法を示すフローチャートである。
【図４】 実施者の筋力値等の力学関係を説明する説明
図である。
図である。
【図５】 負荷量の設定等を説明する説明図である。
【図６】 負荷量の設定等を説明する説明図である。
【図７】 負荷量の設定等を説明する説明図である。
【図８】 この発明の実施の形態５による運動療法装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図９】 従来の運動療法装置を示す構成図である。
１１ 筋力推定部（筋力推定手段）、１２ 負荷モータ
電力計測部（計測部）、１３ 負荷モータ速度計測部
（計測部）、１４ クランク角加速度計測部（計測
部）、１５ ペダル角度計測部（計測部）、１６ トル
ク検出部、１７ 筋力値演算部（演算部）、１８ 持久
力演算部（持久力推定手段）、１９ 変更部（変更手
段）、２０，４３ 制御部（制御手段）、２１ 負荷モ
ータ（負荷手段）、３９ 表示部（表示手段）、４１
バイタル情報計測部（計測手段）、４２表示インタフェ
ース部（表示手段）。
電力計測部（計測部）、１３ 負荷モータ速度計測部
（計測部）、１４ クランク角加速度計測部（計測
部）、１５ ペダル角度計測部（計測部）、１６ トル
ク検出部、１７ 筋力値演算部（演算部）、１８ 持久
力演算部（持久力推定手段）、１９ 変更部（変更手
段）、２０，４３ 制御部（制御手段）、２１ 負荷モ
ータ（負荷手段）、３９ 表示部（表示手段）、４１
バイタル情報計測部（計測手段）、４２表示インタフェ
ース部（表示手段）。
Claims (22)
- 【請求項１】 筋力トレーニングを実施する実施者に運
動負荷を与える負荷手段と、その実施者の筋力値に基づ
いて上記負荷手段の負荷量を制御する制御手段とを備え
た運動療法装置。 - 【請求項２】 実施者の筋力値を推定する筋力推定手段
を設けたことを特徴とする請求項１記載の運動療法装
置。 - 【請求項３】 筋力推定手段は、実施者が踏み込むペダ
ルが取り付けられたクランクの回転トルクと、そのクラ
ンクに対するペダルの角度から実施者の筋力値を推定す
ることを特徴とする請求項２記載の運動療法装置。 - 【請求項４】 筋力推定手段は、アイソキネティック運
動様式の下で検出された回転トルクと、クランクに対す
るペダルの角度を用いて実施者の筋力値を推定すること
を特徴とする請求項３記載の運動療法装置。 - 【請求項５】 筋力推定手段は、負荷手段を構成する負
荷モータの消費電力及び回転速度，クランクの角加速度
並びにクランクに対するペダルの角度を計測する計測部
と、上記計測部により計測された負荷モータの消費電力
及び回転速度とクランクの角加速度からクランクの回転
トルクを検出するトルク検出部と、上記トルク検出部に
より検出された回転トルク及び上記計測部により計測さ
れたペダルの角度から実施者の筋力値を演算する演算部
とから構成されたことを特徴とする請求項３記載の運動
療法装置。 - 【請求項６】 制御手段は、筋力推定手段が実施者の筋
力値を推定する推定モードの場合には、負荷手段の負荷
量を所定の基準値に設定することを特徴とする請求項２
から請求項５のうちのいずれか１項記載の運動療法装
置。 - 【請求項７】 基準値を変更する変更手段を設けたこと
を特徴とする請求項６記載の運動療法装置。 - 【請求項８】 制御手段は、実施者が筋力をトレーニン
グするトレーニングモードの場合には、負荷手段におけ
る負荷量の初期値を筋力推定手段により推定された筋力
値に基づいて設定することを特徴とする請求項２から請
求項７のうちのいずれか１項記載の運動療法装置。 - 【請求項９】 制御手段は、実施者がトレーニングを開
始すると、時間の経過に伴って負荷手段の負荷量を減じ
ることを特徴とする請求項８記載の運動療法装置。 - 【請求項１０】 筋力値は最大筋力値であることを特徴
とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載
の運動療法装置。 - 【請求項１１】 制御手段は、実施者の筋持久力に基づ
いて負荷量の減少率を決定することを特徴とする請求項
９記載の運動療法装置。 - 【請求項１２】 実施者の筋持久力を推定する持久力推
定手段を設けたことを特徴とする請求項１１記載の運動
療法装置。 - 【請求項１３】 制御手段は、筋持久力の向上を目的と
する筋力トレーニングを実施する場合には、最大筋力値
の向上を目的とする筋力トレーニングを実施する場合に
比べて、負荷量の初期値を小さく設定するとともに、運
動時間を長く設定することを特徴とする請求項８記載の
運動療法装置。 - 【請求項１４】 制御手段は、実施者がトレーニングを
開始すると、時間の経過に伴って初期値を越えない範囲
内で負荷量をランダムに変更することを特徴とする請求
項８記載の運動療法装置。 - 【請求項１５】 制御手段は、実施者がトレーニングを
開始すると、時間の経過に伴って推定モードとトレーニ
ングモードを交互に繰り返し、推定モードからトレーニ
ングモードに移行する際、負荷手段における負荷量の初
期値を直前の推定モードにおいて推定手段により推定さ
れた筋力値に基づいて設定することを特徴とする請求項
２から請求項１４のうちのいずれか１項記載の運動療法
装置。 - 【請求項１６】 実施者のバイタル情報を計測する計測
手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１５
のうちのいずれか１項記載の運動療法装置。 - 【請求項１７】 計測手段により計測されたバイタル情
報が警報値を逸脱した場合には、その旨を表示する表示
手段を設けたことを特徴とする請求項１６記載の運動療
法装置。 - 【請求項１８】 計測手段により計測されたバイタル情
報が警報値を逸脱した場合には、警報音を発生する報知
手段を設けたことを特徴とする請求項１６記載の運動療
法装置。 - 【請求項１９】 制御手段は、計測手段により計測され
たバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、負荷手段
の負荷量を零に変更することを特徴とする請求項１６か
ら請求項１８のうちのいずれか１項記載の運動療法装
置。 - 【請求項２０】 制御手段は、計測手段により計測され
たバイタル情報が警報値を逸脱した場合には、負荷手段
の負荷量を実施者がクランクを回転させることができな
い範囲の値に変更することを特徴とする請求項１６から
請求項１８のうちのいずれか１項記載の運動療法装置。 - 【請求項２１】 制御手段は、計測手段により計測され
たバイタル情報を考慮して負荷手段の負荷量を制御する
ことを特徴とする請求項１６から請求項１８のうちのい
ずれか１項記載の運動療法装置。 - 【請求項２２】 予め、筋力トレーニングを実施する実
施者の筋力値を推定し、その実施者の筋力値に基づいて
実施者に運動負荷を与える負荷手段の負荷量を制御する
運動療法装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06741998A JP3672724B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 運動療法装置及び運動療法装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06741998A JP3672724B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 運動療法装置及び運動療法装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11262542A true JPH11262542A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3672724B2 JP3672724B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=13344378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06741998A Expired - Lifetime JP3672724B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 運動療法装置及び運動療法装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3672724B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6443873B2 (en) | 2000-04-26 | 2002-09-03 | Mitsubishi Electric Engineering Co., Ltd. | Exercise therapy device |
| JP2006239232A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Og Giken Co Ltd | 漸減負荷式筋力訓練機 |
| JP2008036054A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Hitachi Information & Communication Engineering Ltd | 歩行訓練装置及び歩行訓練装置の制御方法 |
| JP2008272361A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Ritsumeikan | 筋力訓練装置及び筋力特性評価方法 |
| JP2009018189A (ja) * | 2008-09-22 | 2009-01-29 | Konami Sports & Life Co Ltd | トレーニング装置 |
| KR100994372B1 (ko) * | 2008-04-08 | 2010-11-15 | 사공성대 | 햅틱기술을 적용한 맞춤형 재활운동장치 |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP06741998A patent/JP3672724B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6443873B2 (en) | 2000-04-26 | 2002-09-03 | Mitsubishi Electric Engineering Co., Ltd. | Exercise therapy device |
| JP2006239232A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Og Giken Co Ltd | 漸減負荷式筋力訓練機 |
| JP2008036054A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Hitachi Information & Communication Engineering Ltd | 歩行訓練装置及び歩行訓練装置の制御方法 |
| JP2008272361A (ja) * | 2007-05-07 | 2008-11-13 | Ritsumeikan | 筋力訓練装置及び筋力特性評価方法 |
| KR100994372B1 (ko) * | 2008-04-08 | 2010-11-15 | 사공성대 | 햅틱기술을 적용한 맞춤형 재활운동장치 |
| JP2009018189A (ja) * | 2008-09-22 | 2009-01-29 | Konami Sports & Life Co Ltd | トレーニング装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3672724B2 (ja) | 2005-07-20 |
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